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有限語長制約を考慮したディジタルフィルタの実現に関する基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 25420372
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関広島大学

研究代表者

福光 昌由 (中本昌由 / 中本 昌由 / 福光 昌由(中本昌由))  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00403585)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードディジタルフィルタ / ディジタル微分器 / ロバスト安定 / スパース表現 / 離散最適化 / IIRディジタルフィルタ / FIRディジタルフィルタ / マルチバンドフィルタ / 微分器 / 帯域通過フィルタ / 最適化 / 有限語長 / フィルタ設計 / 2次形式 / システム同定
研究成果の概要

本研究では,無限インパルス応答(IIR)ディジタルフィルタおよびディジタル微分器の設計法について研究を行った.まず,重み付き最小二乗法を線形化した形で設計問題を定式化した.理想応答として,帯域通過特性と微分特性を想定することにより,問題の定式化において周波数上での離散化(周波数標本化)が不要となり,設計問題は凸関数である2次形式に帰着することができた.また,フィルタの極の最大値を特定の値で制約した上で,繰り返し最適化を用いずフィルタを設計する方法を開発した.さらに,この成果を利用し,フィルタを実数係数と準スパース係数(0,±1係数)で設計する方法や離散値係数で設計する方法を開発した.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 謝辞記載あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (24件)

  • [雑誌論文] 最大極半径指定可能な正実性制約の導出とローパス微分器設計への応用2016

    • 著者名/発表者名
      入江洋規,中本昌由,山本透
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 136 号: 2 ページ: 123-132

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.136.123

    • NAID

      130005122322

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design of Semi-Sparse Multi-Band Digital Filters Using Branch and Bound Method2015

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Nakamoto, Tomohiro Hirakawa and Toru Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. of The 41th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society

      巻: 1 ページ: 2626-2631

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Low-delay IIR approximation of FIR digital filters based on system identification2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Hirakawa, Masayoshi Nakamoto and Toru Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. of 2015 International Workshop on Smart Info-Media Systems in Asia

      巻: 1 ページ: 14-19

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Least-squares design of FIR digital filters with reduced-multipliers2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sato, Masayoshi Nakamoto and Toru Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. of 2015 International Workshop on Smart Info-Media Systems in Asia

      巻: 1 ページ: 20-25

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A positive realness based approach to design of IIR low-pass differentiators with prescribed pole radius constraint2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Irie, Masayoshi Nakamoto and Toru Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. of the 5th International Symposium on Advanced Control of Industrial Processes (ADCONIP 2014)

      巻: 無し ページ: 96-101

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 準スパースFIRフィルタの最小二乗設計2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤雄介,中本昌由,山本透
    • 雑誌名

      第27回回路とシステムワークショップ論文集

      巻: 無し ページ: 50-55

    • NAID

      40020152875

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design of Multi-Band Digital Filters and Full-Band Digital Differentiators without Frequency Sampling and Iterative Optimization2014

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Nakamoto and Shuichi Ohno
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: 61 号: 9 ページ: 4857-4866

    • DOI

      10.1109/tie.2013.2290765

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design of Frequency-Selective Digital Differentiators without Frequency Sampling and Iterative Optimization2014

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Nakamoto and Toru Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. of the 40th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2014)

      巻: 無し ページ: 3425-3430

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Positive Realness Based Approach to Design of IIR Low-Pass Differentiators with Prescribed Pole Radius Constraint2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Irie, Masayoshi Nakamoto and Toru Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. of the 5th International Symposium on Advanced Control of Industrial Processes (ADCONIP 2014)

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A System Identification Approach for Design of IIR Digital Filters2013

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Nakamoto, Naoyuki Shimizu and Toru Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. of the 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2013)

      巻: 無し ページ: 2358-2363

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of Reursive Band-Pass Digital Filters with Robust Stability Using the Lagrange Multiplier Method2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Irie, Masayoshi Nakamoto and Toru Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. of 2013 International Workshop on Smart Info-Media Systems in Asia (SISA 2013)

      巻: 無し ページ: 261-266

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 係数同一制約を用いたFIRフィルタの設計2016

    • 著者名/発表者名
      平川友大,中本昌由,山本透
    • 学会等名
      2016年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] シフト演算子を含む準スパース係数FIRフィルタの設計2016

    • 著者名/発表者名
      中本昌由,佐藤雄介,平川友大,山本透
    • 学会等名
      電気学会制御研究会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ヒューリスティック解法によるIIRフィルタの離散設計2015

    • 著者名/発表者名
      坂本真隆,中本昌由,山本透
    • 学会等名
      第17回 IEEE Hiroshima Student Symposium
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 準スパース係数を有する低遅延FIRフィルタの重み付最小二乗設計2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤雄介,中本昌由,山本透
    • 学会等名
      第17回 IEEE Hiroshima Student Symposium
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 分枝限定法に基づく準スパース係数帯域通過フィルタの設計2015

    • 著者名/発表者名
      中本昌由, 平川友大, 山本透
    • 学会等名
      第30回 信号処理シンポジウム
    • 発表場所
      福島県いわき市 スパリゾートハワイアンズ
    • 年月日
      2015-11-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 準スパースIIRフィルタの一設計2015

    • 著者名/発表者名
      平川友大, 中本昌由, 山本透
    • 学会等名
      平成27年度電気・情報関連学会中国支部第66回連合大会
    • 発表場所
      山口大学
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 準スパース・低遅延FIRフィルタの設計2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤雄介,中本昌由,山本透
    • 学会等名
      電気学会制御研究会
    • 発表場所
      東京都港区 広島大学東京キャンパス
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] システム同定に基づく最大極半径指定可能なIIRフィルタの一設計法2015

    • 著者名/発表者名
      平川友大,中本昌由,清水尚之,山本 透
    • 学会等名
      電気学会制御研究会
    • 発表場所
      東京都港区 広島大学東京キャンパス
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 群遅延と最大極半径が指定可能なFIR/IIRフィルタ変換法2015

    • 著者名/発表者名
      平川 友大,中本昌由,山本透
    • 学会等名
      第28回回路とシステムワークショップ
    • 発表場所
      兵庫県淡路市 淡路夢舞台国際会議場
    • 年月日
      2015-08-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 分枝限定法に基づく最適準スパース係数IIRフィルタの設計2015

    • 著者名/発表者名
      平川 友大,中本昌由,山本透
    • 学会等名
      電気学会制御研究会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2015-06-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] IIR帯域通過微分器の一設計とその特性解析2015

    • 著者名/発表者名
      入江洋規,中本昌由,山本透
    • 学会等名
      電気学会研究会
    • 発表場所
      広島大学東京キャンパス
    • 年月日
      2015-01-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 周波数標本化を必要としない帯域選択型ディジタル微分器の閉じた形の設計2014

    • 著者名/発表者名
      中本昌由,山本透
    • 学会等名
      第57回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      群馬伊香保ホテル天坊
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Lagrange未定乗数法を用いたスパースIIRディジタルフィルタの一設計2014

    • 著者名/発表者名
      平川友大,中本昌由,山本透
    • 学会等名
      第57回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      群馬伊香保ホテル天坊
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 準スパース性を有する低遅延FIRフィルタの重み付最小二乗設計2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤雄介,中本昌由,山本 透
    • 学会等名
      2014年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Lagrange未定乗数法による並列構造IIRフィルタの設計2014

    • 著者名/発表者名
      坂本真隆,中本昌由,山本 透
    • 学会等名
      2014年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] GAによるIIRフィルタの離散最適設計2014

    • 著者名/発表者名
      坂本真隆,中本昌由,山本透
    • 学会等名
      平成26年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      島根大学
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 準スパース性に基づくFIRフィルタの乗算数削減2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤雄介,中本昌由,山本 透
    • 学会等名
      平成26年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      島根大学
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 最大極半径制約下における並列・縦続型IIRフィルタの設計2014

    • 著者名/発表者名
      坂本真隆,中本昌由,山本透
    • 学会等名
      平成26年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      島根大学
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 不完全微分のためのローパス微分器の設計2013

    • 著者名/発表者名
      入江洋規,中本昌由,山本透
    • 学会等名
      電気学会研究会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 最大極半径指定下における低域通過微分器の設計法2013

    • 著者名/発表者名
      入江洋規,中本昌由,山本透
    • 学会等名
      第26回回路とシステムワークショップ
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] データ指向型手法によるFIR-IIRフィルタ変換2013

    • 著者名/発表者名
      清水尚之,中本昌由,山本透
    • 学会等名
      平成25年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      北見工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 最大極半径制約下における帯域通過フィルタの設計2013

    • 著者名/発表者名
      入江洋規,中本昌由,山本透
    • 学会等名
      平成25年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      北見工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 制約付き2次計画問題に基づくローパス微分器の設計2013

    • 著者名/発表者名
      入江洋規,中本昌由,山本透
    • 学会等名
      平成25年電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      北見工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 最大極半径制約と重み関数を考慮した低域通過微分器の設計2013

    • 著者名/発表者名
      入江洋規,中本昌由,山本透
    • 学会等名
      平成25年度電気・情報関連学会中国支部第63回連合大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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